FOTOSYNTESE
Dannelsen af \u200b\u200blevende vegetabilske celler af organiske stoffer, såsom sukker og stivelse, fra uorganisk - fra CO2 og vand - med energi af lysenergi absorberet af pigmenterne af planter. Dette er fødevareproduktionsprocessen, hvorfra alle levende væsener afhænger - planter, dyr og mand. I alle jordplanter og i det meste af akvatikken under fotosyntese frigives ilt. Nogle organismer er imidlertid præget af andre typer fotosyntese, der passerer uden iltvalg. Hovedreaktionen af \u200b\u200bfotosyntese, der følger med frigivelsen af \u200b\u200bilt, kan skrives i følgende form:

Organiske stoffer indbefatter alle carbonforbindelser med undtagelse af dets oxider og nitrider. I den største mængde dannes sådanne organiske stoffer som kulhydrater (primært sukker og stivelse) under fotosyntese (primært proteiner) og endelig fedtsyrer (som i kombination med glyceluchosphat tjener som materiale til fyringssyntese). Fra uorganiske stoffer til syntese af alle disse forbindelser kræves vand (H20) og carbondioxid (CO2). For aminosyrer kræver desuden nitrogen og svovl. Planter kan absorbere disse elementer i form af deres oxider, nitrat (NO3-) og sulfat (SO42-) eller i andre genvundne former, såsom ammoniak (NH3) eller hydrogensulfid (hydrogensulfid H2S). Sammensætningen af \u200b\u200borganiske forbindelser kan også indbefattes i fotosyntese, phosphor (planter absorberer den i form af phosphat) og metalioner - jern og magnesium. Mangan og nogle andre elementer er også nødvendige for fotosyntese, men kun i spormængder. I landplanter kommer alle disse uorganiske forbindelser med undtagelse af CO2 gennem rødderne. CO2-planter opnås fra atmosfærisk luft, hvori dens gennemsnitlige koncentration er 0,03%. CO2 går ind i bladene, og O2 skelnes fra dem gennem små huller i epidermis, kaldet støv. Åbningen og lukningen af \u200b\u200bUstian regulerer de særlige celler - de kaldes lukning - også grøn og i stand til at udføre fotosyntese. Når lyset falder på lukkercellerne, begynder fotosyntese i dem. Akkumuleringen af \u200b\u200bsine produkter tvinger disse celler til at strække sig. Samtidig åbner det flisebelagte hul bredere, og CO2 trænger ind i de underliggende lag af arket, hvis celler nu kan fortsætte fotosyntese. Ustian regulerer og fordampning af vand med blade, såkaldt. Transpiration, da det meste af vanddampen løber gennem disse huller. Vandplanter mined alle de næringsstoffer, de har brug for fra det vand, hvor de bor. CO2 og ion af bicarbonat (HCO3-) er også indeholdt i havet og i ferskvand. Alger og andre vandplanter får dem direkte fra vandet. Lyset i fotosyntese spiller rollen som ikke kun katalysatoren, men også et af reagenserne. En væsentlig del af den lysenergi, der anvendes af planter under fotosyntese, intensiveres som en kemisk potentiel energi i fotosynteseprodukter. For fotosyntese, der går med oxygenfrigivelse, er ethvert synligt lys fra lilla (bølgelængde 400 nm) til medium rød (700 nm). Med nogle typer bakteriel fotosyntese, der ikke ledsages af frigivelsen af \u200b\u200bO2, kan lyset effektivt anvendes med en større bølgelængde, op til en lang rød (900 nm). At finde ud af naturen af \u200b\u200bfotosyntese begyndte under oprindelsen af \u200b\u200bmoderne kemi. J. PLISLEY'S ARBEJDE (1772), YA.INGENHAUS (1780), J. SUBELEBA (1782), samt kemisk forskning A. Lavuaazier (1775, 1781) gjorde det muligt at konkludere, at planterne konverterer kuldioxid til ilt og for Denne proces skinner. Vandets rolle forblev ukendt, indtil hun påpegede i 1808 n.Shossur. I deres meget præcise eksperimenter målte han tørvægtforøgelsen af \u200b\u200ben plante, der voksede i en gryde med jorden og også bestemt volumenet af absorberet carbondioxid og valgt oxygen. SOSURUR bekræftede, at hele kulbrintet med planten i organiske stoffer kommer fra kuldioxid. På samme tid fandt han, at stigningen i plantens tørstof var større end forskellen mellem vægten af \u200b\u200bdet absorberede kuldioxid og vægten af \u200b\u200bdet valgte oxygen. Da jordens vægt i potten ikke ændrede sig signifikant, bør den eneste mulige kilde til vægtforøgelse betragtes som vand. Dette viste, at et af reagenserne i fotosyntese er vand. Værdien af \u200b\u200bfotosyntese som en af \u200b\u200bprocesserne for energikonvertering kunne ikke vurderes, indtil indsigt i kemisk energi optrådte. I 1845 kom R. Maer til den konklusion, at med fotosyntese går lysenergi i kemisk potentiel energi hæmmet i sine produkter.

Rollen som fotosyntese. Det samlede resultat af de kemiske reaktioner af fotosyntese kan beskrives for hver af sine produkter med en separat kemisk ligning. For simpelt glucose sukker er ligningen som følger:

Ligningen viser, at i en grøn plante på grund af lysets energi fra seks vandmolekyler og seks carbondioxidmolekyler dannes et glucosemolekyle og seks oxygenmolekyler. Glukose er blot en af \u200b\u200bde mange kulhydrater, der syntetiseres i planter. Nedenfor er en generel ligning til dannelsen af \u200b\u200bet kulhydrat med N carbonatomer i molekylet:

Equations, der beskriver dannelsen af \u200b\u200bandre organiske forbindelser, har ikke et så simpelt udseende. For aminosyresyntese kræves yderligere uorganiske forbindelser, såsom cystein:

Lysets rolle som et reagens i processen med fotosyntese er lettere at bevise, hvis vi henviser til en anden kemisk reaktion, nemlig brændingen. Glukose er en af \u200b\u200bcelluloseunderenhederne, hovedkomponenten i træet. Forbrændingen af \u200b\u200bglucose er beskrevet ved den følgende ligning:

Denne ligning er en appel af glukose fotosyntese ligning, bortset fra at i stedet for lysenergi hovedsageligt er fremhævet varme. Ifølge loven om bevarelse af energi, hvis energien frigives under forbrændingen, så med omvendt reaktion, dvs. Med fotosyntese skal det absorberes. Biologisk forbrændingsanalog - vejrtrækning, så vejrtrækning er beskrevet af samme ligning som nebiologisk brænding. For alle levende celler, med undtagelse af celler af grønne planter i lyset, tjener biokemiske reaktioner som en kilde til energi. Åndedræt er den vigtigste biokemiske proces, den frigjorte energi, opbevaret under fotosyntese, selvom lange fødekæder kan ligge mellem de to processer. En konstant tilstrømning af energi er nødvendig for enhver manifestation af vital aktivitet, og den lysenergi, som fotosyntese konverterer ind i den kemiske potentielle energi af organiske stoffer og bruger fri ilt til frigivelse, er den eneste vigtige primære energikilde for alle levende ting. Levende celler oxideres derefter ("Burn") Disse organiske stoffer med oxygen, og en del af den energi, der frigives, når der foreligger oxygen med carbon, hydrogen, nitrogen og grå, hæmmes til anvendelse i forskellige processer af vital aktivitet, såsom bevægelse eller vækst . Tilslutning med de angivne elementer danner oxygen deres oxider - kuldioxid, vand, nitrat og sulfat. Således er cyklen afsluttet. Hvorfor er fri ilt, den eneste kilde, som fotosyntese bruges på jorden, så nødvendigt for alle i live? Årsagen er dens høje reaktivitet. I den elektroniske sky af et neutralt oxygenatom i to elektron, mindre end nødvendigt for den mest stabile elektroniske konfiguration. Derfor har oxygenatomerne en stærkt udtrykt tendens til erhvervelsen af \u200b\u200bto yderligere elektroner, som opnås ved at kombinere (dannelsen af \u200b\u200bto bånd) med andre atomer. Et oxygenatom kan danne to bindinger med to forskellige atomer eller danne en dobbeltbinding med et hvilket som helst atom. I hver af disse obligationer leverer en elektron et oxygenatom, og den anden elektron leveres af et andet atom involveret i formation af kommunikation. I vandmolekylet (H20) leverer for eksempel hvert af de to hydrogenatomer sin enkelt elektron til at danne en binding med oxygen, hvorved oxygen-ønsket om at købe to yderligere elektroner. I CO2-molekyle danner hvert af de to oxygenatomer en dobbeltbinding med det samme carbonatom med fire bindende elektroner. Således er både i H20 og CO2 ved et oxygenatom, så mange elektroner er nødvendige for en stabil konfiguration. Hvis to iltatomer imidlertid er forbundet med hinanden, tillader de elektroniske orbitaler af disse atomer kun kun en forbindelse. Behovet for elektroner er således kun tilfreds med halvdelen. Derfor er O2-molekyle sammenlignet med CO2- og H2O-molekyler mindre stabil og mere reaktiv. Økologiske produkter af fotosyntese, såsom kulhydrater, (CH2O) N, er ret stabile, da hvert af carbonatomer, hydrogen og oxygen, modtager så mange elektroner som nødvendigt for at danne den mest stabile konfiguration. Processen med fotosyntese, som et resultat af hvilke kulhydrater dannes, konverterer følgelig to meget stabile stoffer, CO2 og H20, i en helt stabil, (CH2O) n og en mindre stabil, O2. Akkumuleringen af \u200b\u200bstore mængder O2 som følge af fotosyntese i atmosfæren og dens høje reaktivitet bestemmer dens rolle af et universelt oxidationsmiddel. Når noget element giver elektroner eller hydrogenatomer, siger vi, at dette element oxideres. Tilsætningen af \u200b\u200belektroner eller dannelse af bånd med hydrogen, som i carbonatomer under fotosyntese, kaldes genopretning. Ved anvendelse af disse koncepter kan fotosyntese defineres som vandoxidation, konjugat med reduktion af carbondioxid eller andre uorganiske oxider.
Fotosyntese mekanisme. Lys og mørke stadier. I øjeblikket er det blevet fastslået, at fotosyntese strømmer i to faser: lys og mørk. Lysstadiet er processen med at bruge lys til opdelt vand; Samtidig frigives ilt, og den rige sammensatte energi dannes. Det mørke trin indbefatter en gruppe reaktioner, hvor høj energi lys stålprodukter bruges til at genoprette CO2 til simpelt sukker, dvs. Til kulstofassimilering. Derfor kaldes det mørke trin også scenen af \u200b\u200bsyntese. Udtrykket "mørkt trin" betyder kun det faktum, at lyset i det ikke er direkte involveret. Moderne ideer om mekanismen for fotosyntese blev dannet på grundlag af undersøgelser udført i 1930-1950'erne. Forud for, at forskere i mange år blev vildledt ved første øjekast, den forkerte hypotese, ifølge hvilken O2 er dannet af CO2, og det frigjorte carbon reagerer med H2O, som et resultat af hvilke kulhydrater dannes. I 1930'erne, da det viste sig, at nogle svovlbakterier ikke skiller sig ud på fotosyntese, foreslog biokemisten K. Van Nile, at ilt frigivet under fotosyntese i grønne planter forekommer fra vand. I svovlbakterier fortsætter reaktionen som følger:

I stedet for O2 danner disse organismer svovl. Van Nile konkluderede, at alle typer fotosyntese kan beskrives ved ligningen

hvor X er oxygen i fotosyntese, der kommer med frigivelsen af \u200b\u200bO2 og svovl i fotosyntesen af \u200b\u200bsvovlbakterier. Van Nile foreslog også, at denne proces omfatter to faser: lys og syntese scene. Denne hypotese forstærkede opdagelsen af \u200b\u200bfysiologen R. Chill. Han fandt, at ødelagt eller delvist inaktiverede celler er i stand til at udføre en reaktion, hvori oxygen er tildelt, men CO2 er ikke genoprettet (det blev kaldt Hill-reaktionen). For at denne reaktion skal gå, var det nødvendigt at tilsætte et hvilket som helst oxidationsmiddel, der er i stand til at fastgøre elektroner eller hydrogenatomer givet af vand oxygen. Et af Hill-reagenserne er Hinon, som vedhæftning af to hydrogenatomer, bliver til dihydroquinon. Andre hill reagenser indeholdt trivalent jern (Fe3 + ion), som, der forbinder en elektron fra oxygenet af vand, blev til en bivalent (Fe2 +). Dette viste, at overgangen af \u200b\u200bhydrogenatomer fra oxygenvand til carbon kan udføres i form af en uafhængig bevægelse af elektroner og hydrogenioner. I øjeblikket er det fastslået, at overgangen af \u200b\u200belektroner fra et atom til det andet er vigtigt for energiforsyningen, medens hydrogenioner kan bevæge sig ind i en vandig opløsning, og om nødvendigt fjernes fra den igen. Hill-reaktionen, hvori den lysenergi anvendes til at forårsage elektronoverførsel fra oxygen til oxidationsmidlet (elektronacceptor), var den første demonstration af overgangen af \u200b\u200blysenergi i den kemiske og model af lysstadiet af fotosyntese. Hypotesen ifølge hvilken oxygen under fotosyntese kommer kontinuerligt fra vand, fundet yderligere bekræftelse i eksperimenter under anvendelse af vand mærket med tung oxygen isotop (18®). Da oxygenisotoper (normal 16o og tung 18o) i deres kemiske egenskaber er de samme, planter bruger H218O ligesom H216O. Det viste sig, at 18o er til stede i det isolerede ilt. I et andet forsøg førte planten fotosyntese med H216O og C18O2. Samtidig indeholdt ilt frigivet i begyndelsen af \u200b\u200beksperimentet ikke 18o. I 1950'erne har fysiologen af \u200b\u200bplanter D.Aarnon og andre forskere bevist, at fotosyntese omfatter lette og mørke stadier. Fra planteceller blev der opnået præparater, der er i stand til at udføre hele lysstrinnet. Ved hjælp af dem var det muligt at fastslå, at elektronoverførslen fra vand til den fotosyntiske oxidator forekommer, hvilket som følge heraf bliver elektrondonoren for at genoprette kuldioxid i næste fase af fotosyntese. Nikotinucler bæreren af \u200b\u200belektroner. Dens oxiderede form betegnes af NADF +, og den genoprettede (dannet efter tilsætning af to elektroner og hydrogenion) - NAPCHN. I NADF + er et nitrogenatom femwalented (fire bindinger og en positiv ladning) og i nadfechn-trivalent (tre bånd). NADF + tilhører den såkaldte. Coenzymes. Sammender sammen med enzymer udfører mange kemiske reaktioner i levende systemer, men i modsætning til enzymer ændres under reaktionen. Det meste af den transformerede lysenergi hæmmede i lysstrinnet af fotosyntese, er reserveret ved overførsel af elektroner fra vand til NADF +. Den resulterende NPF holder elektroner er ikke så stærk som vandoxygen, og kan give dem i processerne med syntese af organiske forbindelser, idet akkumuleret energi til gavnligt kemisk arbejde. En betydelig mængde energi er også dækket på en anden måde, nemlig i form af ATP (adenosin trifhosphat). Den dannes som et resultat af udelukkelsen af \u200b\u200bvand fra den uorganiske ion af phosphat (HPO42-) og organisk phosphat, adenosininformationsfosfat (ADP) ifølge den følgende ligning:

ATP - En energirig forbindelse, og for dens formation er det nødvendigt at strømme af energi fra en vis kilde. I omvendt reaktion, dvs. Når ATP splitter på ADP og phosphat, frigives energien. I mange tilfælde giver ATP sin energi til andre kemiske forbindelser i reaktionen, hvori hydrogen erstattes af phosphat. I reaktionen nedenfor er sukker (ROH) phosphoryleret, der drejer til sucrosephosphat:

I Saharo-fosfatet konkluderes mere energi end i naphorphoryleret sukker, derfor er dets reaktivitet højere. ATP og NAPFECH, dannet (sammen med O2) i lysstrinnet af fotosyntese, anvendes derefter på scenen af \u200b\u200bsyntesen af \u200b\u200bkulhydrater og andre organiske forbindelser fra carbondioxid.
Enheden af \u200b\u200bdet fotosyntetiske apparat. Lysenergi absorberes af pigmenter (såkaldte stoffer, der absorberer synlige lys). Alle planter, der er involveret i fotosyntese, er der forskellige former for grønt chlorophyll pigment og sandsynligvis indeholdende carotenoider, malet sædvanligvis i gule toner. I højere planter indeholder chlorophyll A (C55N72O5N4mg) og chlorophyll B (C55H70O6N4mg) såvel som fire hovedkarotenoider: B-caroten (C40H56), lutein (C40H55O2), violaxanthin og neoksanthin. Et sådant udvalg af pigmenter giver en bred vifte af absorption af synligt lys, fordi hver af dem er "konfigureret" til sit område af spektrum. Nogle alger har et sæt pigmenter omtrent det samme, men mange af dem har pigmenter, der er noget anderledes end dem, der er angivet på deres kemiske natur. Alle disse pigmenter, som hele fotosynetisk apparatet af den grønne celle, er indesluttet i særlige organeller, omgivet af en membran, den såkaldte. chloroplaster. Grøn farve af planteceller afhænger kun af chloroplaster; De resterende elementer af cellerne i grønne pigmenter indeholder ikke. Dimensionerne og form af chloroplaster varierer ganske stærkt. Typiske chloroplast ligner en let buet agurkstørrelser. 1 μm i diameteren og længden ca. 4 μm. I store celler af grønne planter, såsom cellerne i arket i de fleste terrestriske arter, indeholder mange chloroplaster, og i små unicellulære alger har f.eks. Chloorella pyrenoidosa kun en chloroplast, som optager det meste af cellen.
For at blive bekendt med en meget kompleks struktur af chloroplaster tillader et elektronisk mikroskop. Det gør det muligt at identificere meget mindre strukturer end dem, der er synlige i det sædvanlige lysmikroskop. I lysmikroskopet kan partikler ikke skelnes med en mindre 0,5 μm. Beslutningen af \u200b\u200belektronmikroskoper, der allerede var i 1961, fik lov til at observere og tusind gange mindre partikler (ca. 0,5 nm). Ved hjælp af et elektronmikroskop i chloroplaster blev meget subtile membranstrukturer afsløret, den såkaldte. Tylacoids. Disse er flade poser lukket rundt om kanterne og samles i stakke, kaldet ægteskaber; På billederne af garverne ser ud som en stak meget tynde pandekager. Inde i poserne er der et rum - hulrummet af thylacoider, og thylacoiderne selv opsamlet i undergrenerne nedsænkes i den gellignende masse af opløselige proteiner, påfyldning af det indre rum af chloroplast og kaldet stroma. Stroma indeholder også mindre og tynde thylazider, som kombinerer individuelle ægteskaber med hinanden. Alle thylakoidmembraner består af omtrent lig med antallet af proteiner og lipider. Uanset om de er samlet i granerne eller ej, er pigmenter fokuseret på dem og lysstrømmene. Det mørke stadium fortsætter, som det overvejes, i stroma.
PhotosyStems. Klorofyl og carotenoider nedsænket i chloroplast thylakoidmembraner opsamles i funktionelle enheder - Photosystems, som hver indeholder ca. 250 molekyler af pigmenter. Indretningen af \u200b\u200bfotossystemet er sådan, at fra alle disse molekyler, der er i stand til at absorbere lys, kun ét specielt placeret chlorophyll molekyle A kan bruge dens energi i fotokemiske reaktioner - det er det reaktionære centrum af fotosystemet. De resterende pigmentmolekyler, absorberende lys, transmitterer dets energi til reaktionscentret; Disse lette molekyler kaldes antenne. Der er to typer af Photosystems. I PhotosSystem I har et specifikt chlorophyllmolekyle, som udgør reaktionscentret, det optimale absorption ved en let bølgelængde på 700 nm (betegnet med P700; P - pigment) og i fotosystemet II - ved 680 nm (P680 ). Typisk arbejder begge fotosystemer synkront og (i lys) kontinuerligt, selvom billedsystemet jeg kan arbejde særskilt.
Omdannelse af lysenergi. Overvejelsen af \u200b\u200bdette problem bør startes med PhotosSystem II, hvor lysets energi er bortskaffet af P680 reaktionscenter. Når billedet kommer ind i dette Photosystems, springer dens energi P680-molekylet, og parret af spændte, aktiverede elektroner, der tilhører dette molekyle, opdeles og overføres til acceptormolekylet (sandsynligvis quinon), betegnet med bogstavet Q. Situationen Kan forestilles på en sådan måde, at elektronerne som jeg ville hoppe fra det resulterende lys "push" og acceptoren fanger dem i en topposition. Hvis det ikke var for acceptoren, ville elektronerne vende tilbage til sin oprindelige position (på reaktionscentret), og den energi, der blev frigivet, da nedflytningen ville bevæge sig ind i lys, dvs. Ville bruge på fluorescens. Fra dette synspunkt kan elektronacceptoren ses som en fluorescensdæmper (dermed dens betegnelse q, fra engelsk. Slukning - slukning).
P680-molekylet, der har mistet to elektroner, oxideret, og for at processen ikke kunne stoppe ved dette, bør det genvinde, dvs. Få to elektroner fra en kilde. En sådan kilde tjener vand: den spaltes ved 2N + og 1 / 2O2, hvilket giver to elektroner i en oxideret P680. Dette lysafhængige vandopdeling hedder Photo Gallery. Fold enzymer er på indersiden af \u200b\u200btylakoidmembranen, som et resultat af hvilket alle hydrogenioner akkumuleres i hulrummet af thylacoider. Maundariske atomer er den vigtigste cofaktor af Fallis enzymer. Overgangen af \u200b\u200bto elektroner fra reaktionscentret af fotossystemet til acceptoren er stigningen "i bjerget", dvs. På et højere energiniveau, og denne elevator sikrer lysets energi. Derefter begynder elektronparet elektroner den indfasede "nedstigning" fra Q-acceptoren til fotosystemet I. DESCENTET opstår på elektrostransportkæden, meget ligner organisationen med en lignende kæde i mitokondrier ( se også metabolisme). Den består af cytokrom, proteiner indeholdende jern og svovl, kobberholdigt protein og andre komponenter. Den gradvise nedstigning af elektroner fra den mere energiserede tilstand til det mindre energiserede konjugat med syntesen af \u200b\u200bATP fra ADF og uorganisk phosphat. Som følge heraf er lysets energi ikke tabt, og hæmmes i phosphatbindinger af ATP, som kan anvendes i metaboliske processer. Dannelsen af \u200b\u200bATP under fotosyntese kaldes foto fosphaeling. Samtidig med den beskrevne proces absorberes lyset i fotossystemet I. Her anvendes dets energi også til adskillelsen af \u200b\u200bto elektroner fra reaktionscentret (P700), og transmissionen af \u200b\u200bdem til acceptoren er det jernholdige protein. Fra denne acceptor gennem en mellemliggende bærer (også et proteinholdigt jern), går begge elektroner til NADPH +, som som et resultat bliver i stand til at fastgøre hydrogenioner (dannet under fotolisis af vand og bevaret i tylacoider) - og bliver til Napfec. Hvad angår den oxiderede i begyndelsen af \u200b\u200bP700-reaktionscentreprocessen, tager det to ("DESCENDED") elektron fra PhotosSystem II, som returnerer det til dets oprindelige tilstand. Det samlede respons af lysstadiet, der flyder, når fotografering af Photosystems I og II kan repræsenteres som følger:

Det samlede energiudbytte af fluxen af \u200b\u200belektroner på samme tid er 1 ATP-molekyle og 1 molekyle PDFN på 2 elektroner. Ved at sammenligne energien af \u200b\u200bdisse forbindelser med lysets energi, tilvejebringelse af deres syntese, blev den beregnet, at der i processen med fotosyntese reserveres ca. 1/3 af energien i det absorberede lys. I nogle fotosynesiserende bakterier arbejder billedet, jeg arbejder uafhængigt. I dette tilfælde bevæger strømmen af \u200b\u200belektroner cyklisk fra reaktionscentret for acceptoren og - på arbejdsgiveren - tilbage til reaktionscentret. I dette tilfælde forekommer fotolyse af vand og adskillelse af oxygen ikke, det er ikke dannet lur, men ATP syntetiseres. En sådan mekanisme af lysreaktionen kan også finde sted i højere planter under betingelser, når der forekommer et overskud af NPF i celler.
Mørke reaktioner (syntese). Syntesen af \u200b\u200borganiske forbindelser ved at genoprette CO2 (såvel som nitrat og sulfat) forekommer også i chloroplaster. ATP og NAPFECH, leveret af en let reaktion, der strømmer i thylakoidmembraner, tjener som en synteseaktion med en energikilde og elektroner. Genopretning CO2 er resultatet af elektronoverførsel til CO2. Under denne overførsel erstattes nogle af forbindelserne med C-N, C-C og O-N. Processen består af en række faser, hvoraf nogle (15 eller flere) danner en cyklus. Denne cyklus blev åbnet i 1953 af kemikeren M. Kalvin og dens medarbejdere. Ved anvendelse af i deres eksperimenter i stedet for den sædvanlige (stabile) carbon isotop, dets radioaktive isotop, var disse forskere i stand til at spore carbonbanen i de studerede reaktioner. I 1961 blev Kalvin tildelt dette arbejde i Nobelprisen i kemi. Calvin-cyklus involverer forbindelser med antallet af carbonatomer i molekyler fra tre til syv. Alle cykelkomponenter, med undtagelse af en, er sucrosephosphater, dvs. Sukker, hvor en eller to-grupper erstattes med en phosphatgruppe (-O3N-). Undtagelsen er 3-phosphoglycerinsyre (FGK; 3-phosphoglycerat), som er et blodblodet phosphat. Det ligner phosphoryleret tre-carbon sukker (Gliderophosphat), men adskiller sig fra det i, hvad der har en carboxylgruppe O \u003d C-O-, dvs. Et af dets carbonatomer er forbundet med oxygenatomer med tre bindinger. Start En beskrivelse af cyklussen er hensigtsmæssig med ribulosomonophosphat indeholdende fem carbonatomer (C5). ATP, der danner i lysstadiet, reagerer med ribulosomonophosphat, hvilket drejer den til ribulosephosphat. Den anden phosphatgruppe giver yderligere energi til ribulosecodiphosphatet, da den bærer en del af den energi, der er opbevaret i ATP-molekylet. Derfor udtrykkes tendensen til at reagere med andre forbindelser og til dannelse af nye bindinger i ribulosecodiphosphat stærkere. Det er dette C5-sukker, der fastgør CO2 med dannelsen af \u200b\u200ben sekskantet forbindelse. Sidstnævnte er meget ustabil og under virkningen af \u200b\u200bvand disintegrerer i to fragmenter - to FGK-molekyler. Hvis vi kun husker en ændring i antallet af carbonatomer i sukkermolekyler, så kan dette grundlæggende trin i cyklussen, i hvilken fiksering (assimilering) af CO2 kan indsendes som følger:

Enzymkatalyserende fiksering CO2 (specifik carboxylase) er til stede i chloroplaster i meget store mængder (over 16% af det totale proteinindhold); I betragtning af den enorme masse af grønne planter er det nok det mest almindelige protein i biosfæren. Det følgende trin er, at de to FGK-molekyler dannet i carboxyleringsreaktionen genoprettes hver på grund af det ene molekyle, det er ikke nødvendigt at tre-carbon-sucrophosphat (triooseophosphat). Dette opsving opstår som følge af at overføre to elektroner til Carbon Carbon Group of FGK. I dette tilfælde kræves ATP imidlertid at tilvejebringe et yderligere kemisk energimolekyle og øge dets reaktivitet. Opgaven udføres af et enzymsystem, der overfører en endephosphatgruppe ATP til et af oxygenatomerne i carboxylgruppen (en gruppe er dannet), dvs. FGK konverteres til diphosphoglycerolsyre. Så snart NPF transmitterer carbonet af carboxylgruppen af \u200b\u200bdenne forbindelse, går et hydrogenatom plus en elektron (hvilket svarer til to elektroner plus hydrogenion, H +), enkeltbinding med phosphor-oxygen, i uorganisk phosphat, HPO42-, og Carboxylgruppe O \u003d Kom til aldehyd O \u003d CH. Sidstnævnte er karakteristisk for en bestemt klasse sukkerarter. Som følge heraf genoprettes FGK med deltagelse af ATP og NPF til sucrosephosphat (triooseophosphat). Hele processen beskrevet ovenfor kan repræsenteres ved de følgende ligninger: 1) Ribulosomonophosphat + ATF -\u003e Ribulosephosphat + ADP2) Ribulose-siphosphat + CO2 -\u003e Ustabil C6-forbindelse 3) Ustabil C6-tilslutning + H2O -\u003e 2 FGK 4 ) FGK + ATF + Napfech -\u003e ADP + H2PO42- + Triosophosfat (C3). Det endelige resultat af reaktionerne 1-4 viser sig til dannelser fra ribulosomonophosphat og CO2 af to triooseophosphatmolekyler (C3) med omkostningerne ved to molekyler af Nightchn og tre ATP-molekyler. Det er i denne række reaktioner, at hele bidraget fra lysstadiet præsenteres - i form af ATP og Napfech - i kulstofgendannelsescyklusen. Selvfølgelig bør lysstadiet desuden levere disse cofaktorer for at genoprette nitrat og sulfat og omdanne FGK og trioosophosfat, der er dannet i cyklussen, i andre organiske stoffer - kulhydrater, proteiner og fedtstoffer. Værdien af \u200b\u200bde efterfølgende stadier af cyklussen kommer ned til, at de fører til regenerering af en 5-carbonforbindelse, det ribulosomonophosphat, der er nødvendig for genoptagelsen af \u200b\u200bcyklussen. Denne del af cyklussen kan skrives i følgende formular:

Hvad giver i mængden af \u200b\u200b5C3 -\u003e 3C5. Tre ribulosomonophosphatmolekyler dannet af fem triooseophosphatmolekyler omdannes efter tilslutning af CO2 (carboxylering) og genvinding - i seks triooseophosphatmolekyler. Som et resultat af en cykelomsætning er således inkluderet et carbondioxidmolekyle i den tre-carbonorganiske forbindelse; Total på tre cyklusomsætninger giver et nyt sidstnævnte molekyle, og for syntesen af \u200b\u200bdet sekskantede sukkermolekyle (glucose eller fructose) er der behov for to tre-carbonmolekyler og 6 omdrejninger af cyklussen. Væksten af \u200b\u200borganisk stofcyklus giver reaktioner, hvor forskellige sukkerarter, fedtsyrer og aminosyrer dannes, dvs. "Bygningsblokke" stivelse, fedtstoffer og proteiner. Den kendsgerning, at de direkte produkter af fotosyntese ikke kun er kulhydrater, men også aminosyrer og eventuelt fedtsyrer, blev også installeret ved anvendelse af en isotopisk label - radioaktivt kulstofisotop. Chloroplast er ikke kun en partikel tilpasset til syntese af stivelse og sukkerarter. Dette er en meget kompleks, velorganiseret "fabrik", der er i stand til ikke kun at producere alle materialer, hvorfra det selv er konstrueret, men også tilvejebringe de genoprettede carbonforbindelser, de dele af cellen og de organer af planten, som fotosyntesen selv fører ikke.
LITTERATUR
Edwards J., Walker D. Photosyntese C3 og C4 planter: Mekanismer og regulering. M., 1986 Revan P., Evert R., Aikhorn S. Moderne Botanik, t. 1. M., 1990

Kolleksens encyclopedia. - Open Society.. 2000 .

Blodløs fotosyntese.

Rumlig lokalisering

Fotosyntese af planter udføres i chloroplaster: Separat bobleceller i cellen. Kloroplaster kan være i frugtceller, stilke, men hovedorganet for fotosyntese, en anatomisk tilpasset til vedligeholdelsen er et ark. Bladet er rig på chloroplaster stoffet af en barous parenchyma. I nogle succulenter med degenererede blade (for eksempel kaktus) er den vigtigste fotosyntetiske aktivitet forbundet med stamme.

Lyset for fotosyntese fanges mere fuldstændigt på grund af pladens flade form, hvilket giver et stort overfladeforhold til volumenet. Vand leveres fra roden til det udviklede netværk af fartøjer (leaf fartøjer). Kuldioxid kommer delvist gennem diffusion gennem kutiklen og epidermis, men størstedelen af \u200b\u200bsin del diffunderer i arket gennem støvet og arket på det intercellulære rum. Planter, der bærer cam fotosyntese dannede specielle mekanismer til aktiv assimilering af kuldioxid.

Det indre rum af chloroplast er fyldt med farveløst indhold (stroma) og gennemsyres med membraner (lameller), som tilslutning til hinanden danner thylazider, som igen er grupperet i stakke, kaldet ægteskaber. Det intrafarlige rum er adskilt og ikke rapporteret med resten af \u200b\u200bstroma, det antages også, at det indre rum af alle tylacoider rapporteres til hinanden. Lysfasen af \u200b\u200bfotosyntese er tidsindstillet til membranerne, CO 2-autotrofisk fiksering forekommer i stroma.

I chloroplaster er der deres DNA, RNA, ribosomer (70s af typen), proteinsyntesen er (selvom denne proces styres fra kernen). De syntetiseres ikke igen, men de dannes ved at dividere det foregående. Alt dette gjorde det muligt at overveje dem som efterkommere af frie cyanobakterier, der indgår i sammensætningen af \u200b\u200bden eukaryote celle i processen med symbiogenese.

PhotosSyStem I.

Det lysskærende kompleks I indeholder ca. 200 chlorophyll molekyler.

I reaktionscentret for det første Photosystemsystem er chlorophyll en dimer med absorptionsmaksimum ved 700 nm (P700). Efter excitationen af \u200b\u200blyskvantumet genopretter det den primære acceptor - chlorophyll A, den sekundære (vitamin K1 eller phillakinon), hvorefter elektronen overføres til ferredoxin, som genopretter NADFU'en under anvendelse af ferredoxin-nadf-reduktaseenzym.

Proteinet er plastocianin, restaureret i B6F-komplekset, transporteres til det reaktionære centrum af det første Photosystems fra siden af \u200b\u200bintrafarvepladsen og transmitterer en elektron til oxideret P700.

Cyclic og Pseudocyclical Electron Transport

Ud over den fuldstændige ikke-cykliske vej af elektronen, beskrevet ovenfor, looped cyklisk og pseudocyklisk.

Essensen af \u200b\u200bden cykliske vej er, at ferredoxin i stedet for NADF genopretter plastikken, som overfører den tilbage til B 6 F-kompleks. Som et resultat dannes en større protongradient og mere ATP, men forekommer ikke NAPFN.

I den pseudocykliske vej genopretter ferredoxin oxygen, som yderligere omdannes til vand og kan anvendes i PhotosSystem II. Det er heller ikke dannet af NAP.

Dathty Stage.

I det mørke stadium med deltagelse af ATP og NAPFN genoprettes CO 2 til glucose (C6H12O6). Selv om lyset ikke er nødvendigt for at gennemføre denne proces, er det involveret i sin forordning.

Med 3-fotosyntese, Calvin Cycle

I det tredje trin er 5 FGA-molekyler involveret, som gennem dannelsen af \u200b\u200b4-, 5-, 6- og 7-carbonforbindelser kombineres i 3 5-carbon-ribulose-1,5-biphosphat, for hvilket det er nødvendig.

Endelig er der brug for to FGA til glucosesyntese. For at danne et af dets molekyle er 6 omdrejninger af cyklussen, 6 CO 2, 12 NPFN og 18 ATP påkrævet.

Med 4-fotosyntese

Hovedartikler: Cycle Hetch SLAKA-Carpilova, C4 fotosyntese.

Ved lav koncentration af ribulosobyphosphat katalyserer coolas opløst i stroma CO 2 oxidationsreaktionen af \u200b\u200bribulose-1,5-biphosphatet og dets henfald til 3-phosphoglycerolsyre og phosphoglycolsyre, som er tvunget til at blive anvendt under fotografering.

For at øge koncentrationen af \u200b\u200bCO 2 ændrede planter med 4 typer arkets anatomi. Calvins cyklus er lokaliseret i buret af en ledende stråle i mesophyll-cellerne under virkningen af \u200b\u200bFEP-carboxylasephosphoenolpiruvat, carboxylater med dannelsen af \u200b\u200boxelux-syre, som bliver til en vogn eller aspartat og transporteres til platingens bur , hvor det er dekarboxyleret til dannelse af en pyruvat, der returneres til mesofylcellen.

Med 4 fotosyntese er praktisk taget ikke ledsaget af tab af ribulose-1,5-biphosphat fra Calvin-cyklus, derfor mere effektiv. Det kræver imidlertid ikke 18 og 30 ATP på syntesen af \u200b\u200b1 glucosemolekyle. Dette begrunder sig i troperne, hvor det varme klima kræver, at støvet lukkes, hvilket forhindrer strømmen af \u200b\u200bCO 2 til arket, såvel som under Rueral Life-strategien.

Fotosyntese sig selv.

Det blev senere fastslået, at planterne absorberer kuldioxid ud over frigivelsen af \u200b\u200boxygen, og med deltagelse af vand syntetiserer det organiske stof. I Robert Mayer, på grundlag af loven om bevarelse af energi, blev han postuleret, at planterne konverterede sollysets energi til energi af kemiske bindinger. I V. Pfeffer kaldet denne proces fotosyntese.

Klorofyls blev først fremhævet i P. J. Peltier og J. Cavent. Del pigmenter og studere dem separat Managed M. S. farve ved hjælp af kromatografimetoden, der er skabt af den. Absorptionsspektrene af chlorophyll blev undersøgt af KA Timiryazev, han ved at udvikle Bestemmelserne i Mayer viste, at det var de absorberede stråler, der gør det muligt at øge systemets energi, hvilket skaber i stedet for svage forbindelser af CO og OH High- Energi SC (før det blev anset for, at fotosyntese bruger gule stråler, der ikke absorberes af arkpigmenterne). Dette blev gjort takket være metoden til regnskabsmæssig behandling af fotosyntese, der blev skabt af ham under forsøgene på plantens belysning med lys af forskellige bølgelængder (forskellige farver), viste det sig, at intensiteten af \u200b\u200bfotosyntese falder sammen med absorptionsspektret af chlorophyll.

Redox essensen af \u200b\u200bfotosyntese (både oxygeneret og anoxigen) blev postuleret af Cornelis van Nile. Dette betød, at ilt i fotosyntese er helt dannet af vand, hvilket eksperimentelt bekræftet i A. P. Vinogradov i eksperimenter med en isotopisk etiket. I Robert Hill fandt det, at processen med oxidation af vand (og oxygenisolering) såvel som CO 2-assimilering, kan opdeles. V - D. Arnon Sæt mekanismen for lysstadierne af fotosyntese, og essensen af \u200b\u200bCO 2-assimileringsprocessen blev beskrevet med en Melvina-calvin ved anvendelse af carbonisotoper i slutningen af \u200b\u200b1940'erne, for dette arbejde blev nobelprisen tildelt dette arbejde for dette arbejde. .

Andre fakta.

se også

Litteratur

• Hall D., Rao K. Fotosyntese: Per. fra engelsk - m.: MIR, 1983.
• Plantefysiologi / ed. prof. Ermakova I. P. - M.: Akademi, 2007
• Molekylærbiologi af celler / Albertis B., Bray D. et al. Ved 3 TT. - m.: MIR, 1994
• Rubin A. B. Biofysik. I 2 tt. - m.: Ed. Moskva Universitet og Science, 2004.
• Chernavskaya N. M.,

Med skolebænke koncept fotosynteseforbundet med grøn. Dette er en pigmentfarve kaldet chlorophyll. Uden sin klynge i bladene fotosynteseprocesikke muligt. Hvordan overlever en hvid sequoia?

Fotosyntese af planterkun 0,4% af lysstrålerne. Halvdelen af \u200b\u200bdem når ikke overfladen af \u200b\u200bplaneten. Af de resterende for fotosyntese er kun 1/8 egnet til fotosyntese. Arbejdsbegrænsninger på længden af \u200b\u200blysbølgen. Af de egnede stråler af planten tager 0,4%.

Hvis vi oversætter til energi, er det 1% af dets samlede. Det velkendte kursus af fotosyntese passerer under sollysets handling. Men kunstige stråler af planterne lærte også at bruge.

Let fotosyntese.det kommer ned for at opnå glucose. Hun går til mad. Biproduktreaktionen er oxygen. Det kastes af repræsentanter for floraen ind i det ydre miljø, raser atmosfæren på jorden.

Oxygen og glucose opnås under reaktionen mellem carbondioxid og vand. Klorofyl i denne interaktion er en slags katalysator. Uden det er reaktionen ikke mulig.

Interessant nok findes chlorophyll kun i planter. Funktioner tildelt pigmentet ligner blodarbejde i dyrenes krop. Klorofyl ligner hæmoglobinmolekylet, men med magnesium i midten.

I cellerne i humant blod er jern involveret. Ikke desto mindre har organismerne hos mennesker, chlorophyl en virkning tæt på hæmoglobin, nemlig øger blodets oxygenniveauer og fremskynder udvekslingen af \u200b\u200bnitrogen.

Reaktion af fotosyntesemåske lække hurtigt eller langsomt. Det hele afhænger af miljøbetingelserne. Vigtigt: Intensiteten af \u200b\u200blysfluxen, lufttemperaturen, dens mætning af kuldioxid og oxygen. Idealet anses for at opnå kompensationspunktet. Såkaldt tilfældigheden af \u200b\u200bplantens respiration og frigivelsen af \u200b\u200bilt.

Hvis lyset i cellerne er chloroplaster, akkumuleres chlorophyll, hvor det kommer ovenfra, hvorefter vandet til reaktionen af \u200b\u200bplanten købes ud af jorden. Derfor har jeg brug for vandplanter. Manglen på fugtighed hæmmer reaktionen af \u200b\u200bfotosyntese. Som følge heraf bliver planten gul, det vil sige, taber chlorophyll.

Felter af floraens repræsentant I øjeblikket er bladene ikke adskilt. Klorofyl hjælper også med at pumpe vand fra jorden. Det viser sig en ond cirkel. Ingen vanding - ingen klorofyl, ingen chlorophyll - ingen vand levering til planten.

Nu vil vi være opmærksomme på glukose. Når greenerne producerer den fra vand og kuldioxid, betyder det, at den organiske er opnået fra en uorganisk. Fastgørelse af fosforet til sukker, derefter svovl, derefter nitrogen, planter producerer vitaminer, fedtstoffer, proteiner, stivelse. Tillæg til glukose græs og træer tager fra jorden. Elementer kommer opløst i vand.

Faser fotosyntese.

Faser fotosyntese.- Dette er opdelingen af \u200b\u200bprocessen til et billede og en rehabiliteringsreaktion. Den første lækker ind i lyset og reduceres til frigivelsen af \u200b\u200bhydrogen. Oxygen tjener som et biprodukt af reaktionen, men også den ønskede plante. Det bruger gas i vejrtrækningen.

Lysfase fotosyntese.det spænder chlorophyll. Fra et overskud af energi er dens elektron nedbrudt og begynder at bevæge sig langs kæden af \u200b\u200borganiske forbindelser. Under rejsen bidrager partiklen til syntesen af \u200b\u200badenosinhydroginsyre fra adenosin trifosfor.

Dette skyldes denne elektron energi. ADP er nødvendig til dannelse af nukleotidplantage. De er inkluderet i nukleinsyrer, uden hvilke metabolisme af repræsentanter for floraen ikke er mulig.

Jeg fangede energi, elektronen vender tilbage til chlorophyll molekyle. Det her cell Photosynteseigen fanger et kvantum af lys. Den elektron-træt elektron understøttes af hende, går ned igen. Sådan er procesfasen af \u200b\u200bprocessen. Det stopper dog ikke i mørket.

Mørk fotosyntese.rettet til at fange fra det eksterne miljø allerede kuldioxid. Sammen med hydrogen deltager han i dannelsen af \u200b\u200b6-carbon sukker. Dette er glucose. Det her resultatet af fotosynteseledsaget, såvel som dannelsen af \u200b\u200bstoffer til at hjælpe med at fange nye dele af kuldioxid.

De er fanget igen, chloroplaster. De bruger den energi, der er akkumuleret om dagen. Ressourcen er på bindende kuldioxid med ribulosobisphosphat. Dette er 5 carbon sukker. Reaktionen giver to phosphoglycerolsyremolekyler.

I hver af dem, 3 carbonatomer. Dette er et af stadierne i Calvin-cyklus. Det fortsætter i stroma, det vil sige kuldet af chloroplaster. Kredsløb består af tre reaktioner. I første omgang forbinder kuldioxid rubullozo-1,5-diphosphatet.

Til reaktion, tilstedeværelsen af \u200b\u200btilstedeværelsen af \u200b\u200brubulosobyphosphat-carboxylasen. Dette er et enzym. Hexose er født i sin tilstedeværelse. Af det opnås phosphoglycerolsyremolekyler.

Efter opnåelse af phosphoglycerinforbindelse genopretter planten det til glyceralthyd-3-phosphat. Hans molekyler går til to "retninger". Glukose dannes i det første og i det andet rubuloso-1,5-diphosphat. Han, som jeg husker, henter gas kulstof.

Fotosyntesei begge faser fortsætter i planter aktivt, fordi de tilpasses til at fange den maksimale mængde energi af solen. Lad os huske skole klasser. Fotosynteseet par lektioner af botanik er dedikeret.

Lærere fortæller, hvorfor de fleste planter er flade og brede blade. Så repræsentanter for floraen øger området for at fange den lysende quanta. Ikke underligt, og folk lavede solbatterier bredt, men fladt.

Fotosyntese af kuldioxid

Kuldioxid trænger ind i planterne gennem Ustitz. Dette er et semeblans af porer i bladene, trunkerne. Processen med sugning af gas og frigivelse efter gennem samme oxygen Ustitz ligner vejrtrækning i mennesker.

Forskellen er kun i vekslende trin. Folk trækker vejret ilt, og kuldioxid udånder. Planterne er det modsatte. Så på planeten holder ligevægten af \u200b\u200bto gasser i atmosfæren.

Fotosyntese produkter Bære solens energi. Dyr ved ikke, hvordan man behandler det. Spis planten er den eneste måde at "genoplade" fra dagslyset.

Genbrug af en kuldioxid, planter er i stand til at give mennesker og dyr dobbelt så meget. Flora repræsentanter arbejder med 0,03% gas i atmosfæren. Som det kan ses, er kuldioxid i det ikke fra den gældende.

I kunstige forhold bragte forskerne procentdelen af \u200b\u200bkuldioxid i luften til 0,05%. Agurker, mens gav 2 gange mere frugt. Reagerede også på forandring ,.

Niveauet af kuldioxidforskere hævet, brændende i drivhuse af savsmuld og andet spild af træbearbejdningsindustrien. Interessant var ved en gaskoncentration på 0,1% af planten ikke længere glad.

Mange arter begyndte at gøre ondt. På tomaterne, for eksempel i atmosfæren med en slibning af kuldioxid, begyndte bladene at beskytte og bremse. Dette er en anden bekræftelse af risikoen for overmætningsmotor CO 2. Fortsat nedskæring af skovene og udviklingen af \u200b\u200bindustrien, risikerer den person, der sætter de resterende planter i de uegnede for dem.

Det er muligt at øge niveauet af kuldioxid til optimal, ikke kun ved at brænde træaffald, men også indtaste gødningsjord. De provokerer reproduktion af bakterier.

Mange mikroorganismer frembringer en kuldioxid. Fokus på jorden, det er straks fanget af planter, der går til gavn for repræsentanter for floraen og hele jordens befolkning.

Betydning af fotosyntese.

Hvis du tillader stigningen i kuldioxid i de nedre lag af atmosfæren overalt, og ikke kun i eksperimentelle drivhuse kommer en drivhuseffekt. Dette er den mest globale opvarmning, som allerede nærmer sig, eller ej "skinner".

Forskere er ikke enige. Hvis vi taler om de faktiske omstændigheder, der taler til fordel for drivhuseffekten, huskes smeltningen af \u200b\u200bAntarktis smeltning. Hvide bjørne bor der. I flere år er de inkluderet i.

En del af bjørnes liv er historisk overvinde vand breddegrader på vej til nye gletsjere. Rushing til dem, dyr banker i stigende grad ud af kræfterne, og uden at nå målet. Vandudvidelser øges.

Susting at krymper bliver mere kompliceret. Undertiden bærer dø på vej. Nogle gange kommer rødfødte rovdyr til jorden, men udmattet. Forces til jagt og overgange, er der ingen solid jord.

Af det foregående konkluderer vi: uden fotosyntese eller med en reduktion i sin andel, vil kuldioxid i atmosfæren provokere en drivhuseffekt. Ikke kun klimaet i planeten vil ændre sig, men også sammensætningen af \u200b\u200bdets indbyggere, deres udseende, værktøj til miljøet.

Så det vil være så længe andelen af \u200b\u200bkuldioxid i luften vil nå den kritiske 1%. Dernæst opstår spørgsmålet sig selv fotosyntese. Vandverdens oceaner kan forblive den eneste kilde. Alger også, "ånde". Celler lagret chlorophyll, de har andre.

Imidlertid er essensen af \u200b\u200bprocessen med fotosyntese i jordbaserede og akvatiske planter en. Koncentrationen af \u200b\u200bcarbondioxid i atmosfæren overføres ikke nødvendigvis af vandmediet. Det kan gemmes i det.

Nogle forskere tyder på, at med en gradvis stigning i andelen af \u200b\u200bkuldioxid i luften, vil repræsentanter for floraen være i stand til at tilpasse sig nye betingelser. Tomater vil ikke vende bladene, kapitulerer før fremtidens realiteter.

Måske udvikler planterne sig, lærer at genbruge mere fra 2. Gættet på forskere tilhører kategorien "bedre ikke at kontrollere." For risikabelt.

Betydning af fotosyntese. Det er ikke kun forbundet med vedligeholdelsen af \u200b\u200bplanterne selv og mætningen af \u200b\u200bjordens atmosfære med ilt. Forskere kæmper over kunstige reaktioner.

Opdelt under påvirkning af solens stråling på hydrogen og iltvand - energikilden. Denne energi, i modsætning til opnået fra olieprodukter og kul, er miljøvenlig, sikker.

Hvor fotosyntese forekommer - Glem det. Den energi, han bærer med ham, er vigtig. Hidtil modtager en person en ressource, der kun absorberer vegetabilsk mad. Spørgsmålet opstår, hvordan overlever kødædende? De er ikke forgæves jagt for plantelever, og ikke kan lide sig selv. I dyrkødet, fodring på urter og blade, er en del af deres energi bevaret.

Ud over Energy of Photosyntese er dets produkter vigtige. Oxygen, for eksempel, er ikke kun for vejrtrækningen af \u200b\u200bdyr, men også på dannelsen af \u200b\u200bozonlaget. Det er beliggende i jordens stratosfære, på grænsen med rummet.

Ozon er en af \u200b\u200bmodifikationerne af ilt, som han accepterer, klatrer de trekantede højder. Her kæmper elementet med solens stråling. Vær ikke et ozonlag, strålingen af \u200b\u200bskinnet ville nå overfladen af \u200b\u200bplaneten i farlige for alle levende doser.

Interessant nok, for at opretholde balancen af \u200b\u200bgasser på planeten, kan nogle hvirvelløse dyr hjælpe. Slisen Elisia Chloroti, for eksempel lært at assimilere chloroplaster alger.

Indbyggeren i havet spiser dem, "tamping" celler med chlorophyll i maven af \u200b\u200bderes mave. Det slanke gen koder for proteinerne, der er nødvendige for grønt pigment til fotosyntese.

Udviklede stoffer leveres til chloroplaster og de "feed" invertebrateful sød glucose. På det og folk er i stand til at overleve i nogen tid. Det er nok at huske hospitaler, hvor glukose intravenøst \u200b\u200ber svækket.

Sukker er den vigtigste energikilde og vigtigst af alt hurtigt. Glukosetransformationskæden i ren energi er kortere end kæden af \u200b\u200bomdannelse af fedtstoffer, proteiner. Selvfølgelig lærte sukkeret at syntetisere kunstigt.

Men mange forskere er tilbøjelige til at tro, at det er mere nyttigt for kroppen af \u200b\u200bglukosen planter, frugter og grøntsager. Dette svarer til virkningen af \u200b\u200bvitaminer. Syntetisk og naturlig en sammensætning, men en lille smule atomer. Eksperimenter viser, at apoteket vitamin med fordel giver tvivlsomt, men det samme stof fra citron eller kål er ubestrideligt.

Utvivlsomt og fordelene ved fotosyntese. Det er vant og på samme tid fortsætter stadig mange hemmeligheder. Visse dem for at give en lykkelig fremtid og dig selv og planeten som helhed.

Hvor er fotosyntese?

blade af grønne planter

Definition

1) Lysfase;

2) Den mørke fase.

Faser fotosyntese.

Lysfase

Firkantet fase.

Resultat

Skrive

Tryk på "Enter" for at kommentere

Hvor er fotosyntese?

Nå, straks besvare spørgsmålet, vil jeg sige, at fotosyntese forekommer i blade af grønne planter, eller snarere i deres celler. Kloroplader, specielle celler, uden hvilke fotosyntese er umulig, spilles her. Jeg bemærker, at denne proces, fotosyntese, er, det forekommer mig, den fantastiske ejendom af de levende.

Når alt kommer til alt ved alle, at med hjælp af fotosyntese absorberes kuldioxid, og ilt er kendetegnet. Sådan en simpel at forstå fænomenet og samtidig en af \u200b\u200bde mest komplekse levende organismers processer, hvor et stort antal forskellige partikler og molekyler deltager. For at ilt i sidste ende, som vi alle indånder med dig.

Nå, prøv at fortælle, hvordan vi bliver dyrebare ilt.

Definition

Fotosyntese - Syntese af organiske stoffer fra uorganisk med sollys. Med andre ord, der falder på bladene, giver sollyset den nødvendige energi til fotosynteseprocessen. Som et resultat er et organisk middel dannet af uorganiske, og luft oxygen frigives.

Fotosyntese flyder i 2 faser:

1) Lysfase;

2) Den mørke fase.

Jeg vil fortælle lidt om faser af fotosyntese.

Faser fotosyntese.

Lysfase - Som det fremgår af navnet, finder det sted på lyset på overflademembranen af \u200b\u200bde grønne bladceller (der tales af videnskabeligt sprog på tilskudsmembranen). De vigtigste deltagere her vil være chlorophyll, specielle proteinmolekyler (proteiner af bærere) og ATP-syntetase, som er en energileverandør.

Lysfasen, som i almindelighed, begynder fotosynteseprocessen, med virkningen af \u200b\u200bfusionen af \u200b\u200blys på chlorophyllolekylet. Som et resultat af denne interaktion kommer chlorophyll i en ophidset tilstand, hvorfor dette molekyle taber en elektron, der går til membranens ydre overflade. For at genoprette den tabte elektron tager chlorophyllolekylet det væk fra vandmolekylet, hvorfor dets dekomponering forekommer. Vi ved alle, at vandet består af to hydrogenmolekyler og et oxygen, og når vandafbrydelse, kommer oxygen ind i atmosfæren, og positivt ladet hydrogen samles på membranens indre overflade.

Således viste det sig, at på den ene side, negativt ladede elektroner koncentreret og på en anden positivt ladet hydrogenprotoner. Fra dette punkt vises ATP-syntetasemolekylet, hvilket danner en slags korridor til at passere protonerne til elektroner og for at reducere denne forskel i de koncentrationer, vi talte nedenfor. På dette sted slutter lysfasen, og den ender med dannelsen af \u200b\u200bet ATP-energimolekyle og genoprettelsen af \u200b\u200bet specifikt molekyle af NADF * H2-bæreren.

Med andre ord forekom vandafbrydelse, på grund af hvilket ilt blev separeret, og ATP-molekylet blev dannet, hvilket vil give energi til yderligere strømning af fotosyntese.

Firkantet fase. - Mærkeligt nok kan denne fase strømme både i lys og i mørket. Denne fase forekommer i særlige organider af cellecellerne, aktivt involveret i fotosyntese (plastider). Denne fase indbefatter flere kemiske reaktioner, der fortsætter med det meget molekyle af ATP, syntetiseret i første fase og Napfn. Til gengæld tilhører de vigtigste roller her til vand og kuldioxid. For den mørke fase er det nødvendigt kontinuerlig energiflow. Kuldioxid kommer fra atmosfæren, hydrogen blev dannet i første fase, ATP-molekylet er ansvarlig for energi. Hovedresultatet af den mørke fase er kulhydrater, det vil sige den mest organiske, der har brug for planter for livet.

Resultat

Sådan sker den meget form for dannelse af organiske (kulhydrater) fra inoRganister. Som et resultat af planten opnås de produkter, der er nødvendige for dem for livet, og vi får luft oxygen. Jeg vil tilføje, at alt dette proces udelukkende går i grønne planter i cellerne, hvoraf der er chloroplaster ("grønne celler").

Nyttigt0 ikke så meget

Fotosyntese er dannelsen af \u200b\u200borganiske stoffer i grønne planter. Fotosyntese skabte hele massen af \u200b\u200bplanter på jorden og satunerede atmosfæren med ilt.

Hvordan fodrer planten på?

Tidligere var folk sikre på, at alle stoffer til deres fødevareplanter tager fra jorden. Men en oplevelse har vist, at det ikke er.

Et træ blev plantet i en gryde fra jorden. Samtidig målt masse og jord og træ. Da de efter et par år igen vejede den anden, viste det sig, at jordens masse faldt med blot et par gram, og massen af \u200b\u200bplanten steg med mange kilo.

Kun vand blev introduceret i jorden. Hvor kom disse kg plantemasse fra?

Fra luften. Alle organiske stoffer af planter er lavet af kuldioxid atmosfære og jordvand.

Top 2 Artiklerder læser med dette

Energi

Dyr og mand fodrer på planter for at få energi til livet. Denne energi er indeholdt i de kemiske bindinger af organiske stoffer. Hvor er hun der?

Det er kendt, at planten ikke kan vokse normalt uden lys. Lys og er en energi, som planten bygger organiske stoffer i sin krop.

Det betyder ikke noget, hvilket lys, solrigt eller elektrisk. Enhver lysstråle bærer energi, der bliver energi kemiske bindinger, og hvordan lim holder atomer i store organiske stofmolekyler.

Hvor fotosyntese går

Fotosyntese foregår kun i grønne dele af planter og mere præcise, i særlige organer af planteceller - chloroplaster.

Fig. 1. Chloroplaster under et mikroskop.

Chloroplaster er en række plastik. De er altid grønne, da det indeholder et stof af grøn farve - chlorophyll.

Chloroplast adskilles fra resten af \u200b\u200bmembranens celle og har form af kornet. Det indre rum af chloroplast kaldes stroma. Fotosyntese processer begynder i det.

Fig. 2. Chloroplasts interne struktur.

Kloroplaster er som en fabrik, for hvilken råvarer kommer:

• kuldioxid (formel - S);
• vand (N2O).

Vand kommer fra rødderne, og kuldioxid er fra atmosfæren gennem specielle huller i bladene. Lyset er energien til fabrikkens arbejde, og de opnåede organiske stoffer er produkter.

For det første fremstilles kulhydrater (glukose), men senere dannes mange stoffer af forskellige lugte og smag, som er som dyr og mennesker.

Fra chloroplaster transporteres de opnåede stoffer til forskellige organer af planten, hvor de deponeres i margen eller anvendes.

Reaktion af fotosyntese

Generelt ser fotosyntese ligningen sådan ud:

SO + N2O \u003d Organiske stoffer + O2 (oxygen)

Grønne planter er inkluderet i gruppen af \u200b\u200bautotrofer (oversat - "feeds selv") - organismer, som andre organismer er nødvendige for at producere energi.

Hovedfunktionen af \u200b\u200bfotosyntese er oprettelsen af \u200b\u200borganiske stoffer, hvorfra planterne er bygget.

Oxygenisolering er en bivirkning af processen.

Betydning af fotosyntese.

Fotosyntese's rolle i naturen er ekstremt stor. Takket være ham blev hele planetens plante verden skabt.

Fig. 3. Fotosyntese.

Takket være fotosyntese af planter:

• er kilden til ilt til atmosfæren;
• oversat solens energi til et dyr og menneskelig form til rådighed.

Livet på jorden er blevet muligt, når du akkumulerer tilstrækkeligt ilt i atmosfæren. Hverken en person eller dyr ville være i stand til at leve i de fjerne tider, da han ikke var, eller der var lidt.

Hvad videnskab studerer processen med fotosyntese

Fotosyntese studerer forskellige videnskaber, men de mest botanik og fysiologi af planter.

Botanik er en videnskab om planter og studerer derfor det som en vigtig livsproces af planter.

De mest detaljerede studier fotosyntese fysiologi af planter. Fysiologiforskere har fastslået, at denne proces er kompleks og har etaper:

• lys;
• mørk.

Det betyder, at fotosyntese begynder i lyset, men slutter i mørket.

Hvad vidste vi?

Efter at have undersøgt dette emne på Biologi af Grade 5, er det muligt at forklare kort og forståeligt fotosyntese som dannelsesprocessen i planter af organiske stoffer fra uorganisk (S og N20). Dens egenskaber: passerer i grønne plasts (chloroplaster), ledsaget af udslip af ilt, udføres under lysets virkning.

Test på emnet

Rapportvurdering

Gennemsnitlig vurdering: 4.5. Samlede vurderinger opnået: 318.